🏗️ Wytrzymałość betonu na rozciąganie przy rozłupywaniu

Budownictwo PN-EN 12390-6

Przegląd

Norma PN-EN 12390-6 określa metodę oznaczania wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu próbek stwardniałego betonu. Próbkami odniesienia są walce formowane; tą samą metodą można badać odwierty rdzeniowe o średnicy co najmniej 75 mm zgodne z PN-EN 12504-1, a użycie próbek sześciennych i pryzmatycznych ujęto w załączniku A. Główną zmianą wydania 2023 (PN-EN 12390-6:2024-04) było włączenie badania próbek rdzeniowych; w sprawach spornych metodą odniesienia są walce formowane o średnicy 150 mm i długości 300 mm.

Program międzylaboratoryjny cytowany we wprowadzeniu wykazał, że rozłupywanie między zwykłymi płaskimi płytami prasy daje te same wyniki co specjalne płyty wygięte (zachowane opcjonalnie), że materiał pasków podkładowych wpływa na mierzoną wytrzymałość (stąd standaryzacja na płytę pilśniową twardą, dającą najmniejsze odchylenia) oraz że kostki dają wyniki o ok. 10 % wyższe niż walce formowane, a kostki 150 mm niższe niż kostki 100 mm.

W praktyce krajowej kostki 150 mm są nadal powszechne: IMBiTB prowadzi badania biegłości rozłupywania na 3 próbkach 150×150×150 mm wg załącznika A, a WWiORB GDDKiA dla nawierzchni betonowych wymaga badania na kostkach formowanych o boku 150 mm ze średnią z trzech próbek co najmniej 3,0 MPa (KR1–KR4) lub 3,5 MPa (KR5–KR7). Dobrą praktyką jest oznaczenie gęstości przed badaniem jako kontrola zagęszczenia.

Zasada metody

Walcowa próbka jest poddawana sile ściskającej przyłożonej w wąskim pasie wzdłuż długości. Powstająca prostopadła siła rozciągająca powoduje zniszczenie próbki przez rozciąganie. Obciążenie przekazują paski z płyty pilśniowej twardej (EN 316) o gęstości ≥ 900 kg/m³, szerokości (15 ± 1) mm i grubości (4 ± 1) mm, dłuższe niż linia styku; paski używa się tylko raz. Obciążenie rośnie ze stałą prędkością naprężeń 0,04–0,06 MPa/s (wymagana prędkość obciążania R = s·π·L·d/2) do chwili, gdy próbka nie przenosi większego obciążenia. Wytrzymałość fct = 2F/(π·L·d), gdzie F — obciążenie maksymalne [N], L — długość linii styku [mm], d — wymiar poprzeczny [mm]; wynik podaje się z dokładnością 0,05 MPa.

Zastosowania

• Badanie betonu nawierzchniowego (WWiORB GDDKiA: kostki 150 mm, ≥ 3,0 MPa lub ≥ 3,5 MPa)
• Ocena wytrzymałości na rozciąganie betonu w konstrukcjach na odwiertach rdzeniowych Ø ≥ 75 mm
• Kontrola jakości betonu w prefabrykacji i badaniach zgodności
• Badania biegłości laboratoriów (załącznik A, kostki 150 mm)
• Szacowanie wytrzymałości na rozciąganie na potrzeby projektowania nawierzchni

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN 12390-6:2024-04

Tytuł (PL)

Badania betonu — Część 6: Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu próbek do badań

Title (EN)

Testing hardened concrete — Part 6: Tensile splitting strength of test specimens

Procedura krok po kroku

1. Próbki

   Walce zgodne z PN-EN 12390-1 i PN-EN 12390-2; rdzenie zgodne z PN-EN 12504-1, o średnicy ≥ 75 mm, bez zbrojenia. Obejrzeć próbki i odnotować nieprawidłowości. Próbki poza tolerancjami odrzucić lub skorygować szlifowaniem (nierówności) i cięciem/szlifowaniem (kąty).

2. Oznaczenie płaszczyzny obciążenia

   Jeżeli nie używa się przyrządu centrującego, narysować dwie przeciwległe linie w jednej płaszczyźnie osiowej, połączone na obu końcach próbki, wyznaczające płaszczyznę obciążenia.

3. Przygotowanie

   Z próbek przechowywanych w wodzie zetrzeć nadmiar wilgoci. Wytrzeć powierzchnie oporowe przyrządu, pasków, elementów obciążających i płyt; usunąć luźne ziarna z powierzchni próbki w miejscu styku z paskami.

4. Ustawienie

   Ustawić próbkę centralnie w maszynie (opcjonalnie w przyrządzie), ułożyć paski i ewentualne elementy obciążające wzdłuż górnej i dolnej linii płaszczyzny obciążenia. Zapewnić równoległość płyt podczas obciążania; próbkę utrzymać centrycznie przy pierwszym obciążeniu przyrządem lub podporami tymczasowymi.

5. Obciążanie

   Po obciążeniu wstępnym (≤ ok. 20 % obciążenia niszczącego) zwiększać obciążenie bez uderzeń, w sposób ciągły, ze stałą prędkością naprężeń 0,04–0,06 MPa/s (±10 %) aż do chwili, gdy próbka nie przenosi większego obciążenia. W maszynach ręcznych korygować spadek prędkości przed zniszczeniem; w automatycznych okresowo sprawdzać stałość prędkości.

6. Rejestracja i oględziny

   Zapisać obciążenie maksymalne. Obejrzeć rozłupane próbki i wygląd betonu; nietypowe cechy odnotować.

7. Obliczenie

   fct = 2F/(π·L·d) w MPa, z dokładnością 0,05 MPa. Przy odstępstwach wymiarów od normy obliczenie można oprzeć na wymiarach rzeczywistych. W sprawozdaniu podać rodzaj próbki: walec formowany, kostka, pryzma lub rdzeń.

Wymagany sprzęt i aparatura

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Rozłupanie następuje gwałtownie — osłona prasy i okulary ochronne, ręce poza strefą obciążania
• Paski i elementy obciążające układać przy zerowym obciążeniu; nie poprawiać ustawienia pod obciążeniem
• Cięcie i szlifowanie betonu na mokro lub z odciągiem pyłu

Najczęstsze pytania